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污泥中有哪些污染物 山寨環保何時休——也談污泥處置為何停滞不前 拒絕污泥污染的權利——一場健康與利益的法律
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污泥中有哪些污染物

時間:2019-03-30 16:32來源:未知 作者:admin 點擊:

 

污泥中有污染物。污染物有害健康。

 

上面兩句話,隻是從性質上陳述了一個簡單事實,想來業内人士均無異議。但污泥中污染物的類型、濃度、緻病機理、污染途徑、對人類健康和自然環境的損害如何,目前尚不為大衆所知。

 

随着生活水平的提高,國民的環境維權意識已漸漸蘇醒。對二噁英的恐懼和抗議活動,使國内一大批垃圾焚燒項目擱淺或步履維艱。近來爆發的什邡钼銅項目、啟東王子造紙尾水排海項目大規模抗議事件,預示着環境問題已成為一個亟待重視解決的社會問題引爆點。

 

無論污水尾水、廢氣、垃圾還是污泥,都是可能引發環境問題的污染源。從污染當量看,污泥的問題并不比垃圾小,甚至可以說,這種污水處理所形成的濃縮物質,其污染程度有時候可能比垃圾的危害還要大。

 

垃圾由于其五顔六色的外觀、千奇百怪的形狀,以及令人作嘔的氣味,很少會被成千噸地大規模棄置在環境中;而污泥不然,黑色或深褐色的外觀,類似泥土的形狀,令人作嘔但難以描述的氣味,常常被大規模棄置在河湖、堤岸、溝壑、田地中。高含水率的特點,使得污泥中的污染物可能被雨水沖入水體,通過土壤污染地下水,散發的氣味和揮發性有機物會污染周邊空氣,當然,還會造成局部土壤的污染物濃度提高。從這個角度看,較之垃圾,污泥對環境所産生的危害看似更為隐形,實則更為直接、更難治理消除。

 

人們可能會問:污泥真的有這麼重要的污染嗎?

 

回答是肯定的。抛開純粹的工業污泥不談,僅就城鎮污水處理廠所産生的市政污泥而言,其潛在的污染能力不容小觑。生活在當代社會,城鎮居民生活所涉及的方方面面,都會将各種各樣的污染物帶入污水中,而污水中污染物的絕大部分又都被凝縮在了污泥中。

 

生活中的食品、藥品中攜帶的各種重金屬、農藥殘留、難降解有機物會随人類排洩物進入污水;穿衣和梳妝打扮所消費的各種日用化工品如香水、洗滌劑、護理用品中的有機化合物會被洗入水中;人居環境中,潔廁靈、空氣清新劑、殺蟲劑、油漆、溶劑中的各種有機化合物的歸宿仍然是水;各種交通工具排放的廢氣以及輪胎磨損所釋放的污染物,最終也還是被雨水沖刷到下水道中。

 

間接服務于城鎮居民生活的各種市政設施,也會将各種污染物排入城市的污水管道:采暖設施燃料燃燒釋放的廢氣,城市垃圾收集轉運和處理過程中産生的滲瀝液,電池腐蝕後流出的電解液,火電廠的燃燒廢氣,焚燒廠的廢氣,廢舊變壓器的廢液,醫院和牙科診所排入下水道的消毒水,……

 

 

 

關于污泥的污染性質,尚無比較全面的科普文章。筆者孤陋寡聞,但考慮到這個問題的重要性,從本文開始,準備就此話題進行一番“研究”。這裡的所謂“研究”,其實隻是對一些國外政策、研究文獻的學習和思考而已。

 

對污泥污染物性質的研究,目前做得最好的應該說是美國。

 

美國環保署(以下簡稱USEPA)曾經多次對污泥中的污染物進行定向調查分析。1982年他們第一次對40個城市污泥中的優先污染物及其濃度進行了研究。

 

1988年進行的全國污泥普查(NSSS)是曆史上規模最大的一次。USEPA準備了一個50頁的問卷,對479個國有市政污水處理廠的污泥處置方法進行了詳細調研;此外,在來自208個污水處理廠的污泥樣本中,選擇了176個進行詳盡的化學分析檢測,調查了411種污染物在污泥中的濃度。

 

此次調查的信息成為美國制定關于污泥處置的503法規時的依據。第一輪(Round One)立法,對土地利用規定了10種重金屬和緻病菌控制指标,焚燒規定了8種排放指标,該法案于1992年頒布執行。

 

根據水污染防治法(CWA) 405d)項的要求,USEPA每兩年還對現行污泥處置法規進行一次評估,以确定是否需要引入新的有毒污染物控制指标。

 

按照1996年第二輪(Round Two)分析的技術背景報告(Technical Support Document for the Round Two Sewage Sludge Pollutants),被調研的411種分析物中,10種(全部是重金屬)做出了檢測要求,33種被列入某些大的化合物類(如二噁英類)進行重新評估,254種未檢出,69種的檢出率低于10%(在176個樣本中的出現頻率),45種的檢出率高于10%15種的檢出率高于10%但缺乏毒性有害性文獻支持,隻有30種的檢出率高于10%且有毒性、有害性文獻的支持。這樣,被列入第二輪分析目标的是31種物質(增加了1種未在411清單内容上的物質)。

 

這就是說,411種被檢測的目标中,有157種分析物被證明存在于污泥中。

 

2001年進行了一次針對二噁英類物質在污泥土地利用中風險的調研。這次調研的結論是二噁英類物質普遍存在于污泥中,但量和危害尚無需對現有立法進行修改限制。

 

 

 

20091USEPA公布了一份最新的《定向全國污泥調查報告》(Targeted National Sewage Sludge Survey Overview Report, 縮寫TNSSS),這次調查與1988年普查不同的是,增加了一些特定有機污染物調查對象。

 

這次調研的污泥采樣來自随機選取的、分布在全美35個州的74個國有污水處理廠,這些污水廠的處理規模都在每天100萬加侖(約3785立方米)以上,該規模以上的污水廠約有3337座,占全美16255座(USEPA網站數據)國有市政污水廠總數的21%,但污水處理能力占總污水量的94%

 

分析的樣本采集于2006年和2007年,共采集有效樣本84份,涉及各種形态、處理深度、含固率的污泥。分析物為145種,包括四個陰離子(亞硝酸鹽/亞硝酸鹽、氟化物、水解磷),28種金屬,4種多環芳烴,2個半揮發性物質,11種阻燃劑,72種藥品,25種激素和類固醇。

 

研究中采用了高度精密的儀器,如液體化學分析中采用的色譜質譜聯合分析(LC / MS / MS),檢測本身極其複雜。檢測的結果如下:

 

全部樣本中均發現了陰離子;

 

27種金屬存在于所有84個樣本中,隻有1種金屬(銻)存在于72個樣本中;

 

六個半揮發性有機物和多環芳烴中,4個至少存在于72個樣本中,1個存在于63個樣本中,1個存在于39個樣本中;

 

- 72種藥品中,3種存在于所有84個樣本中,9種至少存在于80個樣本中,有15種藥品未在任何樣本中發現,還有29種藥品所發現的樣本數少于3個;

 

- 25種類固醇激素中,3種存在于所有84個樣本中,6種至少在80個樣本中被發現。隻有1種激素未在任何樣本中發現,還有5種的存在少于6個樣本;

 

所有的阻燃劑,除了1種外,在所有樣本中都存在。

 

這就是說,在145種被分析目标中,有129種被證實存在于污泥中。

 

 

 

筆者在本文中不拟對上述檢測的結論及其檢測方法進行深入讨論,而僅限于讨論這些報告所帶給我們的知識和啟發。有以下問題值得關注:

 

 

 

一、關于數據的正确解讀

 

對檢測報告的解讀需要特别的知識,但一個最基本的要求是審慎、科學的态度。該報告多次對此提出警示。它指出:

 

1)所調研污染物的确定,并不代表USEPA對其有特别的擔憂。标靶的選擇,是出于不同的原因,而非對該污染物的濃度和有害性已有特别的考慮。

 

2)數據的解讀,以及在技術報告中所報道的結果,并不意味着任何分析物的濃度已引起EPA的特别關注。

 

3)待測的分析物也不一定意味着其在污泥中的存在就一定對人類健康或環境産生不利影響。

 

4USEPA尚未對污染物的緻病機理和可能做出評估。

 

5)在得到确定的結論之前,不會有新的立法限制污泥的農用。

 

USEPA之所以再三提出解讀的警示,在于不希望人們對這些數據做出片面、不正确的解讀和使用,從而造成恐慌心理和畏懼,有礙于目前已頒布執行了20年的污泥處置政策的繼續。

 

 

 

二、污泥中污染物的存在具有必然性,而了解污染物的存在具有偶然性

 

對污泥中污染物的研究是一個定向調查。所謂定向調查,就是确定了被調查的分析物,根據該物質的特性和檢測方法,定量分析其存在;如果未确定該分析物,也未采用合适的檢測手段,這些污染物的存在是不可能被發現的,也就是說,如非有意、巧合,人們可能根本不會知道這類物質的存在。

 

 

 

二、分析物數量——污染物總數龐大

 

USEPA上述幾次檢測分析報告顯示,分析物的确定具有一定的偶然性和随意性。對目标分析物本身的了解就很難做到全面、完整。

 

根據美國化學協會(CAS)的數據,目前記錄在案的有6700萬種無機和有機化合物,6300萬種排列,每天還要登記15000個新的化合物(CAS網站)。

 

自上世紀四十年代以來化學工業的高速發展,使得大量新的化合物(其中絕大部分是有機化合物)被發明、制造出來,用于各種領域産品的生産,如農藥、殺蟲劑、醫藥、日化、石化産品等。這些化學物質中有相當一部分(有的是數十年後才被發現)是有害于人類健康的,如DDTDES等。從環境角度,它們可分為:重金屬、持久性有機污染物、環境持久性制藥污染物、多環芳烴、揮發性有機化合物、環境外來物質等。目前還無法詳列這樣一個完整的清單,一些組織和機構所列舉的已被确認為有害健康的物質已有成百上千種,但還遠不是全部。

 

目前USEPA所進行的多次檢測,即使不考慮其中的重複類型,分析物總數頂多600多種,其中可被确認在污泥中存在的物質恐怕已超過300種。

 

 

 

三、檢測分析的技術難度非常高而昂貴

 

大多數污染物的檢測要求采用非常複雜、昂貴的技術手段,檢測實施的難度大,因此成本也會很高。根據有關報道,二噁英一項的檢測成本就是數萬人民币,我們有理由相信,一個樣本、一套數百種分析物的完整檢測,沒有十萬人民币恐怕是做不下來的。而能夠付得起錢,一次能夠實施幾十個、上百個樣本檢測的機構,能夠找到而且找全具備所需各種檢測能力的實驗室,恐怕在全世界也沒有幾個國家能夠辦到。

 

 

 

四、污染物濃度與污泥檢測結論的代表性

 

不僅僅由于其昂貴的分析檢測成本,也由于極端專業的操作、人員、裝備和檢測時間等各方面問題,要實現對污泥污染物進行常規化分析或大範圍普查,顯然是不可能的事。基于此,對污泥樣本的選擇,污泥樣本的代表性,也成為可被诟病的問題之一。

 

根據TNSSS的抽樣情況看,樣本數是有局限性的。全美16255個污水廠中,僅選擇處理規模中等以上的3337個污水廠為抽樣對象,其中隻有74個廠被随機選取,占合格對象的2.2%,占全美污水廠的0.46%

 

衆所周知,由于污泥性質根據來水情況變化,也根據季節變化,甚至也受到周邊工業類型和事故性條件的影響,同一個廠的污泥構成就會有極大的差别。這一點,在TNSSS報告中不難看出,同一種分析物在全部樣本中的濃度差别普遍在1-2個數量級以上。這種數據的分析結果,根據所選擇的統計方法,會有很不同的解釋。說到底,不同污泥的最終構成有極大差别,檢測的污染物濃度以及由此導出的結論也可能會有極大的不同。

 

 

 

五、對檢測結果的分析、定性定量研究以及與此相關的立法、标準修改尚需時日

 

分析物的确定和檢測分析隻是環境安全性評價的第一步。第二步是對這些分析數據的解讀,即環境安全評價。503法規公布執行于19931月,但根據1988年的普查所實施的環境安全評價遲至10年後的20026月才由USEPA委托美國科學院屬下的國家研究所{National Research Council (NRC) of the National Academy of Sciences (NAS)}完成(參考USEPA出版物《污泥暴露和有害物質掃描評價技術背景文件》Technical Background Document for the Sewage Sludge Exposure and Hazard Screening Assessment, 2003.12)。

 

環境安全評價是需要根據人類對這些污染物污染途徑、劑量、受污染人群、牲畜、食物鍊的特點,判斷其毒性、危害性。2009TNSSS調查的該項研究目前尚未完成。

 

 

 

總之,作為污泥處理處置的從業者,筆者以為應該抱着實事求是的态度認識到污泥的潛在危害,并以科學的理念來考慮污泥的處理處置問題:

 

1  市政污泥是城鎮污水污染物彙聚、凝縮之集大成,其構成十分複雜,可能具有已知全部類型的環境污染物:重金屬、持久性有機污染物、環境持久性制藥污染物、多環芳烴、揮發性有機化合物、環境外來物質等,此外還有大量的病原菌、病毒等,甚至還可能混入核廢物(放射醫學)。污泥不加任何處理的棄置、不合理的處置都可能對人類健康和環境造成不可恢複的破壞和影響。

 

2  随時間、地點、生活水平的差異,污泥構成變化極大,污染物的構成也會有很大不同,污染物濃度也會有高低之分,危害性也會有所區别;在特定的處置條件下,有的可能會在環境的可承受範圍内,有的則會超出。

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